Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten ... - JUWEL

5.5 Änderung der Batterielebensdauer aufgrund unterschiedlicher Fahrzeugnutzungsszenarien
(beispielsweise Strategie 2b) und bestehen darin, dass die Traktionsbatterie nur alle zwei
Tage nachgeladen wird, sofern der Energieverbrauch des angewendeten Fahrprofils dies
gestattet. Um den Einfluss der Netzdienstleistung identifizieren zu können, werden für die
Szenarien mit Ladestrategie 3 weitere, mit c indizierte Szenarien (beispielsweise Szenario
7c). eingeführt. In diesen findet keine Netzrückspeisung statt.
Annahmen und Bedingungen der Simulationen
Für die Simulation der Temperatur einer Zelle in einer Fahrzeugbatterie in Abhängigkeit von
Einbauort, Packaging und Umgebungstemperatur ist ein sehr komplexes Modell notwendig.
Daher werden die Szenariensimulationen unter folgenden Annahme durchgeführt. Die Temperatur
der Fahrzeugbatterie entspricht während Standzeiten der Umgebungstemperatur und
im Betrieb beträgt sie konstant 35 °C. Das dynamische Verhalten, wie es in Abschnitt 5.3.3
beschrieben ist, wird hier vernachlässigt. Weiterhin wird mit diesen Annahmen einerseits das
aufgrund von möglicher Lithium-Metall-Abscheidung sicherheitskritische Laden der Batterie
bei Temperaturen unter Null Grad Celsius [Broussely et al., 2005] vermieden und andererseits
ein für die Batteriealterung optimistisches Temperaturszenario generiert.
Die Umgebungstemperatur wird mit Hilfe eines Algorithmus für einen bestimmten Standort
generiert. Die notwendigen Eingabewerte sind die gemittelten Tiefst- und Höchsttemperaturen
sowie Wahrscheinlichkeiten für den Temperaturverlauf eines jeden Monats für diesen
Ort. Das Skript erzeugt einen charakteristischen Tagesverlauf der Temperatur basierend auf
den Minimal- und Maximalwerten und deren Auftrittswahrscheinlichkeit und skaliert diesen
von null bis eins. Der Tagesgang, der für jeden Ort der Erde ähnlich ist, da er sich nach dem
Sonnenstand orientiert, wird mit einem prinzipiellen Kurvenverlauf und der Methode der
kleinsten Fehlerquadrate erstellt. Anschließend wird der Jahresverlauf der Temperatur berechnet.
Die skalierten Tagesverläufe für jeden Monat dienen als Basis. Die Minimaltemperaturen
und der Tageshub werden mit normalverteilten Zufallszahlen multipliziert, um einen
stochastischen Temperaturverlauf zu erzeugen. Zusätzlich ist eine Glättung zwischen zwei
Monaten implementiert, um Sprünge in der Verlaufskurve zu vermeiden. Für die unten folgenden
Szenariensimulationen werden über die letzten zehn Jahre gemittelte Temperaturdaten
des Deutschen Wetterdienstes für den Standort Berlin verwendet. Abbildung 60 zeigt den
verwendeten Temperaturverlauf.
30
Temperatur / °C
20
10
0
-10
0 100 200 300 400
Zeit / Tage
Abbildung 60: Jahresgang der Umgebungstemperatur generiert für den Standort Berlin
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